水素拡散解析による水素環境下での疲労き裂成長速度に及ぼす材料の力学的性質と応力繰返し速度効果

摘要

水素拡散解析は、従来から研究されてきた材料工学的立場から水素脆化機構を明らかにする取り組みと、水素エネルギーインフラ設備における水素および腐食反応を介して外部より流入する水素の構造内輸送挙動の解明という立場から研究が行われている。特に、後者は、局所応力場により誘起される水素輸送挙動の正確な解析が必要となるために、応力駆動力項を増幅させるαマルティプリケーション法および応力解析を有限要素法（FEM）、拡散解析を有限差分法（FDM）で行うFEM-FDM法の提案がなされている。また、繰返し応力条件下での切欠き先端近傍の水素拡散解析は、α法を用いて、先駆的に行われてきたがき裂成長過程をシミュレートする解析はあまり試みられていない。本研究では、水素濃度の効果を入れた疲労き裂成長クライテリオンを導入して、疲労き裂成長開始条件を明らかにし、その後の疲労き裂成長過程のシミュレーション解析を行った。